JPS6367252B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は磁気ヘツド電磁変換特性検査装置に関
する。

近年、家庭用VTRの記録密度は急激に増加し
て小型化の傾向にある。VHS型VTRにおいて
は、テープ速度3.33〔cm／Ｓ〕、ヘツド−テープ相
対速度5.5〔ｍ／Ｓ〕になり、しかも磁気テープ上
でのビデオトラツク間のガードバンドをアジマス
記録によつて省いて記録密度を向上している。こ
のアジマス記録を行なうにはビデオ磁気ヘツド
（以後磁気ヘツドと略す）のギヤツプの傾きが異
なつた２個のヘツドを１対として使用している。
この場合最良のVTR再生画像を得ようとすると、
この２個の磁気ヘツドの電磁変換特性がそろつて
いる必要があり、最適な磁気ヘツド対を選び出す
作業が必要となつてくる。この電磁変換特性とし
ては最適記録電流特性、及び周波数特性などがあ
り、数ＭHz帯域の電磁変換特性をオシロスコープ
などを用いた目視測定を行なつていたが、目視誤
差が大きく、又測定個数を上げることができなか
つた。このことから効率良く磁気ヘツドの電磁変
換特性を測定することが必要になつて来た。磁気
ヘツドの電磁変換特性測定は、従来、オシロスコ
ープを用いて、磁気ヘツド再生信号のピーク・ピ
ーク値を測定する方法がとられている。そこで、
従来の測定方式と互換性をとるために、本発明の
磁気ヘツド電磁変換特性検査装置においても再生
信号のピーク・ピーク値（Ｐ−Ｐ値）を測定する
方法を採用する。このＰ−Ｐ値測定を行なうに
は、この信号の平均値又は実効値から演算を行な
つて表示する方法と、信号のエンベロープ検波を
行なつて表示する方法がある。この演算を行なつ
てＰ−Ｐ値を表示する前者の方法は入力波形が第
１図ロに示す様な単一周波数の信号に対しては有
効であるが、第１図イに示す様に入力信号が高調
波成分を含み、この高調波レベルが入力信号によ
つて異なる場合、磁気ヘツドの電磁変換特性の良
好度によつて信号に含まれる高調波成分が異な
り、演算定数が定まらないので有効でない。この
ため磁気ヘツドの電磁変換特性の測定は後者の磁
気ヘツド再生信号をエンベロープ検波してＰ−Ｐ
値を表示する方法が有効である。しかしながら、
ここで問題となるのはエンベロープ検波回路の特
性である。試験用磁気ヘツドは数百ＫHzまでの広
帯域信号を記録再生して検査を行なうのでエンベ
ロープ検波は数百ＫHz〜数ＭHzの範囲で特性が一
定である必要がある。検波の方法としてオペレー
シヨンアンプとダイオードを組み合せた方式が考
えられるが、数ＭHzにわたつて高利得を得るオペ
レーシヨンアンプがなく、この様なオペレーシヨ
ンアンプでエンベロープ検波回路を構成すると検
波特性が入力信号周波数によつて異なるので有効
でない。

そこで第２図に示す様なダイオード式エンベロ
ープ検波回路によつてDC電圧に変換する。ここ
でD₁，D₂はシヨツトキーバリヤダイオードであ
る。このダイオード式エンベロープ検波による
AC−DC変換特性は第３図に示す様に低レベル信
号においては順方向の非直線期間V_fで検波され
るので真値が指示されない。この事から入力レベ
ルを少なくともV_fより大きくなる様に増幅する
必要がある。又、V_fの小さなシヨツトキーバリ
アダイオードを用いても百数＋〔ｍｖ〕以下にな
らず通常VHS−VTR用磁気ヘツド出力は100
〔μV_p-p〕程度であるため再生増幅器の利得は70
〔dB〕以上必要となる。この様な広帯域高利得の
増幅器を作るには発振などの問題があり、測定器
が不安定となる。又温度などの環境変化も一定に
保つ必要がある。

本発明は低レベルでのAC−DC変換をリニヤに
して実施する検査装置を提供するものである。

以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明す
る。磁気ヘツドの電磁変換特性を測定するには磁
気ヘツドと記録媒体とを相対的に移動するように
摺動させる必要がある。磁気ヘツドと記録媒体と
を相対的に移動させる方法には、磁気ヘツドを固
定し、記録媒体を移動させる方法、磁気ヘツドを
移動させ、記録媒体を固定する方法及び磁気ヘツ
ド並びに記録媒体の両者を移動させる方法とがあ
る。磁気記録再生装置、特にビデオテープレコー
ダ（VTR）においては、磁気ヘツドと記録媒体
の両者を移動させる方法がとられている。そこで
本発明においては、検査装置での検査結果が実際
に磁気ヘツドが取り付けられる製品の品質に反映
されるように、磁気ヘツドと記録媒体とを相対的
に移動させる方式を回転シリンダ方式とし、磁気
ヘツド−テープの相対速度は使用するVTRの相
対速度に一致させる。

第４図において、まず記録時の説明を第５図の
記録時のタイムチヤートと共に行なう。記録指令
を与えると、試験ヘツド１を取り付けた回転シリ
ンダが高速回転を始め、磁気テープ２との相対速
度をVHS−VTRと同じにする。記録再生切換ス
イツチSW−１をREC状態にし、基準信号発生回
路３を第５図イに示す様に周波数f_sで発振させ
る。この基準信号f_sは試験ヘツド１を介して磁気
テープ２に記録再生されて、磁気ヘツドの電磁変
換特性を測定する信号である。該基準信号は
AGC回路４でレベル調整され、アナログゲート
５を介して記録増幅器６に入力されて電力増幅
し、スイツチSW−１を通して試験ヘツド１に該
信号が供給されて磁気テープ２に記録される。磁
気ヘツドの電磁変換特性を測定する場合、磁気ヘ
ツドに供給する記録電流を段階的に変化させ、し
かも供給する電流を磁気ヘツドが変わつても電流
値が変化しない様にする必要がある。磁気ヘツド
のビデオ帯域における電磁変換特性は急峻で微少
な記録電流の変化もヘツド出力に大きく影響を与
える。以上のことから記録電流の設定値誤差は
0.1〔dB〕以下に抑えなければならない。ここで
AGC回路４は第５図ホに示す様に試験ヘツド１
に供給される記録電流が設定値になる様に基準信
号f_sのレベルを自動的に調整する。アナログゲー
ト回路５のゲート信号としては、基準信号発生回
路３と連動して発振する補助基準信号発生回路７
の第５図ロに示す補助基準信号f_pを第５図ハに示
す様に波形整形回路Ｉ８において波形整形し、
１／ｍ分周器９（実施例ではｍ＝２）に入力して
得られた第５図ニに示す様なf_p1／ｍの矩形波信
号が用いられる。この時に基準信号発生回路３と
補助基準信号発生回路７の発振周波数f_s，f_pは次
に示す様な関係を保つて発振せしめられる。

f_s−ｎ／ｍf_p＝f_c（f_c：一定） ここでｏ＜f_c＜f_p、≫f_p、ｍは分周器の段数、
ｎはｏ＜f_c＜f_pの条件で決定される定数である。

そこで上式を整理して補助基準信号に対する式
を求めると、 f_p＝ｍ／ｎ（f_s−f_c） となる。この様な条件で発振させた補助基準信号
発生回路７の出力f_pの1/m分周器９の出力は基準
信号f_sに対して一定速度で位相がずれる。

ここで周波数f_cの値であるが、前述した関係を
満足する値であれば、どの様な周波数でも良いが
後の処理が簡単にでき、又、オペレーシヨンアン
プなどが使用できることを考慮すると、100KHz
以下のオーデイオ帯域信号にすることがより良い
結果を得ることになる。又補助基準信号f_pもf_p≪
f_sとなる条件に設定した方が信号分離に際して都
合が良い。

アナログゲート５は入力される基準信号f_sと補
助基準信号f_pをゲート信号ｍ／f_p〔Ｓ〕の周期で切 換えて、第５図ヘに示す様な混合信号を出力す
る。アナログゲート信号（第５図ヘ）の時間軸を
拡大したものが第５図トである。分周器９の分周
比は、この実施例においては1/2にしているので、
アナログゲート信号の補助基準信号f_pはレベル０
〔ｍｖ）でゲートされる１サイクル信号となり、
次の１／f_p周期に基準信号f_sがゲートされ、出力さ れる。基準信号f_s1のゲート信号をみると、前述
の式の関係より、ゲート開始位置での基準信号f_s
の位相が徐々に流れていくのが解る。これに対し
て、第５図に示すように、補助基準信号ロとゲー
ト信号ニは完全に同期しており、よつて補助基準
信号はレベル０〔ｍＶ〕のタイミングでゲートさ
れる。その結果、ゲート開始位相が完全に固定す
る。これは補助基準信号f_pが、この混合信号再生
の際の基準信号f_sのサンプリング信号とする時
に、混合信号より分離する段階でトランジエント
歪を起こすことにより時間軸変動を生ずることを
防止するためである。この様にして第５図ヘ，ト
の混合信号は記録増幅６、スイツチSW−１を介
して試験ヘツド１に供給され、基準信号記録電流
I₁で磁気テープ２に記録される。ここで補助基準
信号の記録電流は飽和記録電流近くになる様にア
ナログゲート入力のレベルを調整されている。記
録電流I₁での記録が完了すると、次にAGC回路
４の基準信号電流設定をI₂に変化させ、基準信号
f_s、補助基準信号f_pを記録し、以後電流設定をI₃、
I₄、I₅、……I_oまで変えて順次基準信号電流を変
化させ、試験ヘツドで記録していく。次に基準信
号発生回路３の基準信号周波数f_sをf_s1，f_s2……f_so
まで変化させ、これに連動して補助基準信号周波
数f_pをf_p1，f_p2……f_poまで変化させて、AGC回路
４の電流設定をI₁，I₂……I_oまで変えて順次基準
信号電流を変化させ、記録することを繰り返して
基準信号周波数f_so、記録電流I_oまで記録をしてい
く。

次に再生時の説明を第６図のタイムチヤートと
共に行なう。全ての信号の記録が完了すると検査
装置を再生状態にし、スイツチSW−１をＰ・Ｂ
側に切換え、磁器テープ２を高速巻戻し動作に移
行し、最初の記録開始位置まで巻戻す。その後通
常走行に移り自己記録した信号をf_s1，I₁からf_s1，
I₂……f_s1I_o；f_s2，I₁；……f_s2，I_o；……f_so，I_oま
で順次試験ヘツド１で再生していく。試験ヘツド
１で再生される信号はスイツチSW−１を介して
再生増幅器１０に入力される。試験ヘツド１の数
ＭHz帯域における再生出力は数＋〔μV_p-p〕から
数百＋〔μV_p-p〕と微弱な信号であるので、再生
増幅器１０において後段の信号処理が可能である
基準信号レベルが数〔mV_p-p〕以上になる様にヘ
ツド再生出力の増幅を行なう。再生増幅器１０の
出力をみると第６図イに示す様に基準信号に対し
て周波数の低い補助基準信号が高レベルで再生さ
れる。この再生信号は時間軸の拡大した第７図イ
に示す様に全体として磁気テープ２と試験ヘツド
１の相対速度の変動からジツターを含むので時間
軸方向に振動するが、記録と同じ様に補助基準信
号に対して基準信号は一定速度で位相が移動して
いく。再生増幅器１０で増幅された混合信号は狭
帯域フイルタ又は低域フイルタよりなる補助基準
信号検出回路１１に入力され、間欠的な再生補助
基準信号から連続した信号が作られ、この信号は
波形整形回路１２に入力され、第６図ロに示す
矩形波信号が作られ、パルス選択回路１３に入力
される。パルス選択回路１３では第６図ロに示す
連続再生補助基準信号から混合信号の内、基準信
号部に位置するパルスのみが第６図ハに示す様に
抜き取られる。該選択回路１３より得られたパル
スはパルス回路Ｉ１４に入力され、第６図ニに示
すサンプリングパルスを作り、サンプルホールド
回路Ｉ１５において、再生増幅器１０より入力す
る第６図イ、第７図イに示す混合信号中の基準信
号部分をサンプルホールドする。

第６図ホ、第７図ホに示す様に、再生混合信号
の中より信号f_sを信号f_pでサンプリングすること
は、信号f_pの位置での信号f_sのレベルを保持する
ことであるので、f_pがパルス信号でf_sが正弦波信
号で両方の周波数に差がある場合、f_pに対して仮
りに１／f_cの周期性を持つてf_sの位相が移動して
いくとすれば、f_pでサンプリングすると出力は
１／f_pの周期でレベルが変化し、その変化の割合
は入力の正弦波の値に一致し、変化の周期は１／
f_cとなる。このことは信号f_sはパルスf_pによつて
周波数f_cに周波数変換されたことになる。式で表
わすと次の様になる。

f_c＝f_s−nf_p ここでf_sを再生基準信号とすると、前述した様
にヘツド−テープ系の相対速度の変動によつて△
f_sなるジツター成分を含むので、周波数はf_s±△
f_sとなる。そこで上述したパルス信号f_pでサンプ
リングによる周波数変換を行なうと （f_s±△f_s）−nf_p＝（f_s−nf_p）±△f_s ＝f_c±△f_s となる。このことは基準信号成分の周波数変換は
可能であるが、変動成分はそのままの値で変換さ
れるので、変換信号をみるとジツター成分が増加
し、条件によつては△f_s＞f_cになる場合にはレベ
ル測定は不可能となる。そこで本実施例の様にf_p
をf_sと同一トラツク上に記録し、f_sと同じ比率で
ジツターを含んだf_pを得る。このf_pより１／ｍf_pを得 ると、ジツター成分は１／ｍ△f_pとなり、これを１／ｍ （f_p±△f_p）＝f_p′±△f_p′とし、この信号で再生基
準信号f_s±△f_sをサンプリングすると次式の様な
変換信号となる。

（f_s±△f_s）−ｎ（f_p′±△f_p′）＝（f_s−nf_p
′）±（△f_s−ｎ△f_p′）＝f_c±△f_c ここで ±△f_s／f_s＝±△f_p′／f_p′であるので±△f_s／f_s＝
± △f_s−ｎ△f_p′／f_s−nf_p′＝±△f_c／f_cとなり、ジツ
ター成分 も周波数変換比率に従つて同じ様に減少されるの
で、ジツターの割合は同じ値となる。このため第
６図ホ、第７図ホに示す様に再生混合信号の中よ
り基準信号を抽出し時間軸を引き延ばした信号と
なる。通常VTRのジツター量は数〔％_p-p〕以下
であるので周波数変換されたf_cに対して△f_cは数
〔％_p-p〕の値となるが、この程度なら後の処理は
安定に動作する。

サンプルホールド回路１５出力はサンプルホ
ールド回路１６に入力され、パルス回路１４
の出力より遅延させた第６図ヘに示すパルス回路
１７の出力でサンプルホールドを行なうと、第
６図トに示す様に第６図ホより位相の遅れた信号
を得ることができる。この両信号をレベル比較器
１８に入力すると両信号のレベルが逆転するたび
に出力が変わる第６図チに示す矩形波が得られ
る。この信号はパルス回路１９、２０に入力
され、立ち上がり、立ち下がりに同期したパルス
第６図リ，ヌを得、該各々のパルス信号でサンプ
ルホールド回路１６の出力を保持するとサンプ
ルホールド回路２１は回路１６出力の正方向の
最大値を保持し、サンプルホールド回路２２は
回路１６の出力の負方向の最大値を保持する。こ
の回路２２，２３の出力は差動増幅器２３に入力
され、第６図ワに示す様に変換信号のｐ−Ｐ値を
DC電圧に変換する。このDC電圧をＡ／Ｄコンバ
ータ２４によりデイジタル量に変換し、表示回路
２５によりヘツド出力のデイジタル表示を行な
う。この様にしてf_s1，I₂；……f_so，I_oまでヘツド
出力を表示し、試験ヘツド１の検査を行なう。

ここで１１〜２３の回路系は従来例のエンベロ
ープ検波回路系にあたり、これら回路系のAC−
DC変換特性を第８図に示すが、100〔ｍV_p-p〕以
下の微少信号でもリニヤに変換することができ
る。しかも500KHz〜5MHzと云う広帯域にわたつ
て変換特性は変化しない。このため再生増幅器５
の利得を上げる必要がなく、30〜40〔dB〕程度も
あれば十分である。このため発振などの不安定要
素に対して強くなり、温度、湿度など環境の変化
に対して強い安定な測定回路を実現することがで
きる。

以上本発明によれば、次のような利点を得るこ
とができる。

(1) 本発明では、AC−DC変換を行なう方法とし
て、周波数変換信号の最大値と最小値を検出し
両値の差を検出してDC変換を行なうので、従
来のエンベロープ検波方法に比べて入力信号の
レベル変化への応答が早く、小きざみに再生レ
ベルが変動するヘツド−テープ系の測定回路に
適している。

(2) AC−DC変換特性は数ＭHzの広帯域にわたつ
て変換利得変動がなく、しかも０〔mV_p-p〕か
らリニヤにDC変換が可能となるので、再生レ
ベル測定精度を向上させることができる。

(3) AC−DC変換が０〔mV_p-p〕からリニヤに行
なうことが出来るので、従来の様な高利得の再
生増幅器が必要なく、発振など測定回路系の安
定性を増すことができるとともに、測定する磁
気ヘツドによつて再生増幅器の利得を調整する
必要がなくなり、測定機として使いやすくな
る。

(4) 温度、湿度などの環境変化に対して安定な測
定回路系を実現できる。

(5) 簡単な回路系で高周波微少信号をAC−DC変
換できるので検査装置の製造を容易にすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は磁気テープより磁気ヘツドによつて再
生される信号波形図、第２図はAC−DC変換器の
従来例の回路図、第３図は従来例のAC−DC変換
特性図、第４図は本発明の一実施例を示すブロツ
ク図、第５図は本発明記録時のタイムチヤート、
第６図は本発明再生時のタイムチヤート、第７図
は再生時において時間軸を拡大したタイムチヤー
ト、第８図は本発明のAC−DC変換特性図であ
る。 １……試験ヘツド、２……磁気テープ、３……
基準信号発生回路、５……アナログゲート、７…
…補助基準信号発生回路、９……１／ｍ分周器、
１０……再生増幅器、１１……補助基準信号検波
回路、１３……パルス選択回路、１５，１６，２
１，２２……サンプルホールド回路、、お
よび、１８……レベルコンバータ、２３……差
動増幅器、２４……Ａ／Ｄコンバータ、２５……
表示回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 試験ヘツド又は磁気記録媒体のいずれか一方
   を一定速度で摺動させ、試験ヘツドの電磁変換特
   性を測定する基準信号f_sを発生する回路と、該信
   号f_sの周波数及びレベルを段階的に変化させる回
   路と、前記信号f_sの周波数変化に連動して常に信
   号f_sに対する位相が一定速度で移動する補助基準
   信号f_pを発生する回路と、該補助信号f_pを１／ｍ
   分周（ｍは整数）する回路と、該信号により基準
   信号f_sと補助信号f_pを交互に前記試験ヘツドに供
   給して記録する回路と、該試験ヘツドより再生さ
   れる前記交互に記録された信号の内補助信号f_pを
   検出する回路と、該回路出力によつて前記試験ヘ
   ツドより再生される信号の内基準信号f_sをサンプ
   ルホールドする第１のサンプルホールド回路と、
   該回路出力のピーク値を検出する回路と、該検出
   回路より得られるDC電圧をデイジタル信号に変
   換する回路と、該回路出力を表示する回路を有す
   ることを特徴とする磁気ヘツド電磁変換特性検査
   装置。 ２ ピーク値検出回路として、第１のサンプルホ
   ールド回路出力を第１のサンプルホールドパルス
   をｍ／f_p〔Ｓ〕より短かい時間遅延させて作成し
   たパルス信号でサンプルホールドする第２のサン
   プルホールド回路と、第１サンプルホールド回路
   出力と第２サンプルホールド回路出力のレベルを
   比較する回路と該比較信号の立ち上がりに同期し
   たパルス発生回路と該パルスで第２サンプルホー
   ルド回路出力をホールドする第３のサンプルホー
   ルド回路と、同じく立ち下がりに同期したパルス
   発生回路と該パルスで同じく第２サンプルホール
   ド回路出力をサンプルホールドする第４の回路
   と、第３および第４の回路両出力の差を検出する
   回路を有することを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の磁気ヘツド電磁変換特性検査装置。